[发明专利]一种非开挖钻探系统的钻头深度的计算方法

权利要求书

1.一种非开挖钻探系统的钻头深度的计算方法，所述非开挖钻探系统包括能够接收卫星(6)的GPS数据的导向仪(3)和用于钻进的钻头(2)，其特征在于：所述计算方法包括如下步骤：

1)利用导向仪(3)的GPS数据计算钻头(2)当前位置对应的地面上的当前点(O₁)和钻头(2)前一个位置对应的地面上的前一点(O_-1)的水平距离d：前一点(O_-1)的GPS坐标是(La_-1,Lo_-1,A_-1)，当前点(O₁)的GPS坐标是(La,Lo,A)，计算这两点之间水平距离的方法如下：

1.1)把前一点(O_-1)的GPS高度用当前点(O₁)的高度替换，使得前一点(O_-1)和当前点(O₁)处在同一高度，得到新的GPS坐标(La_-1,Lo_-1,A)；

1.2)把同一高度的两点(La_-1,Lo_-1,A)和(La,Lo,A)换成大地坐标(X_-1,Y_-1,Z_-1)和(X,Y,Z)；

1.3)计算大地坐标上两点的距离：d＝SQRT((X–X_-1)²+(Y-Y_-1)²+(Z–Z_-1)²)；

2)利用导向仪(3)的GPS数据计算当前点(O₁)和钻头(2)钻进路线的起点(O₀)的高度差，a＝A–A₀，A₀表示起点(O₀)的GPS高度；

3)计算当前点(O₁)和前一点(O_-1)的平均倾角β＝(α+α_-1)/2，其中α_-1是前一点(O_-1)的倾角，α是当前点(O₁)的倾角；

4)计算当前点(O₁)相对于前一点(O_-1)的落差l＝d×tanβ；

5)计算当前点(O₁)相对于起点(O₀)的落差L＝L_-1+l；

6)计算钻头(2)的深度H，H＝L+a。

2.根据权利要求1所述的非开挖钻探系统的钻头深度的计算方法，其特征在于：所述非开挖钻探系统还包括固定基点矫正器(5)，所述导向仪(3)包括地面定位器(32)，所述地面定位器(32)包括第一GPS接收器(321)、差分数据接收器(322)和GPS矫正计算模块(325)，第一GPS接收器(321)和差分数据接收器(322)的输出端还与GPS矫正计算模块(325)的输入端连接；所述固定基点矫正器(5)包括第二GPS接收器(51)、差分计算模块(52)、能够向导向仪(3)的差分数据接收器(322)发送信号的差分数据发射器(53)和基点位置输入模块(54)，所述第二GPS接收器(51)和基点位置输入模块(54)的输出端均连接到的输入端，所述差分计算模块(52)的输出端连接差分数据发射器(53)的输入端；在步骤1)和2)中，所述GPS矫正计算模块(325)能够通过第一GPS接收器(321)和差分数据接收器(322)接收到的数据计算矫正后的导向仪(3)的GPS数据。

3.根据权利要求1所述的非开挖钻探系统的钻头深度的计算方法，其特征在于：在步骤3)中，导向仪(3)通过设置在钻头(2)上的碳棒(4)获得前一点(O_-1)的和当前点(O₁)的倾角。